Zařízení a princip činnosti elektromotoru

Elektromotor je elektrické zařízení pro přeměnu elektrické energie na mechanickou. Dnes jsou elektromotory široce používány v průmyslu k řízení různých strojů a mechanismů. V domácnosti jsou instalovány v pračce, chladničce, odšťavňovači, kuchyňském nádobí, ventilátorech, elektrických holicích strojcích atd. Elektrické motory jsou poháněny, připojeny k němu zařízení a mechanismy.

V tomto článku budu hovořit o nejběžnějších typech a principech provozu elektrických střídavých motorů, široce používaných v garážích, domácnostech nebo dílnách.

1. Jak funguje elektromotor
2. Typy elektromotorů
3. Princip činnosti a zařízení asynchronního elektromotoru
4. Princip činnosti a zařízení synchronního elektromotoru střídavého proudu

Jak funguje elektromotor

Motor pracuje na základě účinku , který objevil Michael Faraday v roce 1821. Zjistil, že v interakci elektrického proudu v vodiči a magnetu může docházet k nepřetržitému otáčení.

Pokud v homogenním magnetickém polije rám uspořádán ve svislé poloze a proud jím prochází, pak se kolem vodiče objeví elektromagnetické pole, které bude působit na póly magnetů. Z jednoho rámu bude odrazeno, a další přitahuje. Výsledkem je, že se rám vrátí do horizontální polohy, ve které dojde k nulovému dopadu magnetického pole na vodič. Pro otočeníje nutné přidat další rám pod úhlem nebo změnit směr proudu v rámu v pravý okamžik. Na obrázku se to děje dvěma půlkruhy, na které navazují kontaktní desky baterie. V důsledku toho se po dokončení půl otáčky změní polarita a otáčení pokračuje.

V moderních elektromotorechnamísto permanentních magnetů se vytváří magnetické pole cívky indukčnosti nebo elektromagnety. Pokud demontujete jakýkoliv motor, uvidíte navinuté cívky drátu pokryté izolačním lakem. Tyto oblouky jsou buď elektromagnetem, nebo se nazývají budící vinutí.

V každodenním životěse v dětských hračkách na bateriích používají stejné permanentní magnety.

U jiných výkonnějších motorůse používají pouze elektromagnety nebo vinutí. Rotující část se nazývá rotor a stator je stále upevněn.

Typy elektromotorů

Dnes existuje mnoho elektromotorů různých provedení a typů. Mohou být rozdělenypodle typu napájení :

K zásadě práce:

Synchronní motor se synchronně otáčímagnetické pole, které ho otáčí a asynchronní rotor se otáčí pomaleji než rotující magnetické pole ve statoru.

Princip činnosti a zařízení asynchronního elektromotoru

V případě asynchronního motorujsou vinutí statoru stohována (pro 380 voltů budou 3), což vytváří rotující magnetické pole. Jejich konce pro připojení jsou zobrazeny na speciálním terminálu. Cívky jsou chlazeny díky ventilátoru namontovanému na hřídeli na konci elektromotoru.

Rotor , který je jeden integrál s hřídelem, je vyroben z kovových tyčí, které jsou na obou stranách vzájemně uzamčeny, takže se nazývají zkratové.
Díky takové konstrukci, nutnosti časté pravidelné údržby a výměny proudových kartáčů se zvyšuje spolehlivost, životnost a spolehlivost.

Hlavní příčinou poruchyasynchronního motoru je zpravidla opotřebení ložisek, ve kterých se hřídel otáčí.

Princip práce.Aby mohl asynchronní motor pracovat, je nutné, aby se rotor otáčel pomaleji než elektromagnetické pole statoru, což má za následek EMF (v elektrickém proudu) v rotoru. Důležitou podmínkou je, že pokud se rotor otáčí stejnou rychlostí jako magnetické pole, zákon o elektromagnetické indukci by mu nedal EMF, a proto by nedošlo k žádné rotaci. Ve skutečnosti se však v důsledku tření ložisek nebo zatížení hřídele rotor otáčí vždy pomaleji.

Magnetické póly se neustále otáčejíve vinutí motoru asměr proudu v rotoru se neustále mění. V jednom okamžiku je například směr proudění ve vinutí statoru a rotoru znázorněn schematicky ve formě křížení (proudů z nás) a bodů (proudu na nás). Rotující magnetické pole je znázorněno tečkovanými čarami.

Napříkladjak funguje kotoučová pila . Maximální rychlost na ní bez zatížení. Ale jakmile začneme řezat desku, rychlost otáčení se snižuje a současně se rotor začíná otáčet pomaleji ve vztahu k elektromagnetickému poli a v něm podle zákonů elektrotechniky začíná dávat ještě větší velikost EMF. Proud spotřebovaný motorem roste a začíná pracovat při plném výkonu. Pokud je zatížení na hřídeli tak velké, že se zastaví, může dojít k poškození zkratovaného rotoru v důsledku maximální hodnoty EMF indukované v něm. Proto je důležité vyzvednout motor s odpovídajícím výkonem. Pokud budete mít více, pak budou náklady na energii neodůvodněné.

Rychlost otáčení rotoruzávisí na počtu pólů. U 2 pólů se rychlost otáčení bude rovnat rychlosti otáčení magnetického pole, která se rovná maximálnímu počtu 3000 otáček za sekundu při frekvenci sítě 50 Hz. Aby se rychlost snížila na polovinu, je nutné zvýšit počet pólů ve statoru na čtyři.

Hlavní nevýhodou asynchronních motorůje to, že jsou napájeny k nastavení otáček hřídele pouze změnou frekvence elektrického proudu. A není možné dosáhnout konstantní rychlosti otáčení hřídele.

Princip činnosti a zařízení synchronního elektromotoru střídavého proudu

Tento typ elektromotoru se používá v každodenním životě tam, kde je vyžadována konstantní rychlost otáčení, možnost jeho regulace, jakož i pokud požadovaná rychlost otáčení je vyšší než 3000 otáček za minutu (to je maximum pro asynchronní).

Synchronní motory jsou instalovány v elektrickém nářadí, vysavači, pračce atd.

U synchronního motoruse také nacházejí vinutí (3 na obrázku), která jsou rovněž navinuta na rotor nebo kotvu

. Jejich nálezy jsou pájeny do sektorů proudového kroužku nebo kolektoru